JP4123463B2 - 一様流吹き出し装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接、ハンダ付け、研磨などの粉じん発生作業場、塗装、洗浄などの有機溶剤使用作業場、グルタラールを使用する内視鏡洗浄機などに設置する換気装置の吹き出し気流を発生させる一様流吹き出し装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
気流吹き出し装置及び排気装置を併用したいわゆるプッシュプル型換気装置においては、流れに対して垂直な断面で、流れの速度の大きさがその断面中で一定である一様流を吹き出す吹き出し装置を用いることが、有害物質を拡散させることがなく、換気効率が向上するので望ましい。
書籍名「工場換気」1982年出版(社団法人 空気調和・衛生工学会発行 林 太郎著)の第12頁第4行乃至第5行には、「速度分布の一様性の精度を高めて±20%以内程度に抑えると、一様流が得られ、その断面も連続したものとなる」ことが記載されている。
【0003】
そこで、本出願人は、先に、箱体の一面を空気流入面とし、空気流入面と交差する面を空気吹き出し面とし、空気吹き出し面にパンチングメタル板、ハニカム板等の整流板を配置し、箱体の内部に空気流入面と平行な複数の分配板を、互いに間隔を開けて、且つ、空気流入面から視て一部が重なるように設置し、箱体内に流入した空気を分配板で均等に分配すると共に、整流板で整流して吹き出すようにした分配板方式の一様流吹き出し装置を、特開2000−320883号として提案した。
【0004】
ところで、近年では、作業現場においてスペースをとらず、簡便に設置できるように、装置全体の薄型化が求められている。
しかし、上記従来のもののような分配板方式の一様流吹き出し装置では、気流分配部の厚みを薄くすると箱体内部の風速が速くなって、図7に示すように、分配板背後において気流が渦巻き状に大きく乱れ、この結果、気流の分配にも悪影響が生じ、吹き出し流の風速分布のばらつきが大きくなり易い。
特に、空気流入面に近い位置では箱体内の風速が速いので、最も上流側の分配板aの背後において気流の乱れが大きく、この気流の乱れが風速分布のばらつきに最も大きな影響を与える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、分配板背後での気流の乱れを減少させて、一様流を吹き出すことができる一様流吹き出し装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の一様流吹き出し装置は、中空の箱体の前面に空気吹き出し面を形成し、該前面と交差する一側面に空気流入口を形成し、箱体の内部に、一側面及びこれに対向する他側面と平行な複数の分配板を、一側面、各分配板及び他側面の間に互いに間隔を開けて配置し、最も下流側の分配板を空気吹き出し面と対向する後面に当接し、最も上流側の分配板を空気吹き出し面寄りに僅かに隙間を開け、且つ、前記箱体の後面から間隔を開けて配置し、前記最も上流側の分配板に対して下流側の分配板を前記箱体の後面から間隔を開けて配置し、且つ、一側面から視た場合に、前記空気吹き出し面に向く側縁が前記最も上流側の分配板に重なるように配置し、前記空気流入口から他側面に亘って流路を形成してある。最も上流側の分配板に、該分配板の背後から前記空気吹き出し面へ流れる気流の乱れを減少させるための多数の透孔を形成したことを特徴とする。
【0007】
空気流入口から箱体内に流入した空気は、他側面に向かって流れる途中で、最も上流側の分配板から順に分配板に当たり、その都度、気流の一部が空気吹き出し面側に誘導される。最も上流側の分配板の背後には、透孔を通して若干の気流が供給され、気流の乱れを減少させる。
また、下流側の分配板に当たって跳ね返った気流は、その上流側に位置する分配板を通過した気流と一緒になり、断面を遮断するよう配置された分配板に遮られて空気流入口側に逆流することなく、空気吹き出し面に向かって分散される。この結果、空気吹き出し面から吹き出す空気の風速及び風向は均一に整流される。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1に示すように、一様流吹き出し装置1は、直方体形状をなす中空の箱体2を備え、箱体2の前面を開口して空気吹き出し面3を形成し、空気吹き出し面3と直交する一側面5に空気流入口5’を形成してある。また、箱体2の内部に、一側面5及びこれに対向する他側面4と平行な3枚の分配板14,15,16を配置してある。
【0009】
空気吹き出し面3には、パンチングメタルからなる第1の多孔板10と、パンチングメタルからなる第2の多孔板11と、ハニカム板12とを互いに間隔を開けて平行に配置して成る整流部材19が、ハニカム板12を外側に向けて取り付けられ、ハニカム板12の前面(空気吹き出し面3の外側)が空気吹出口13となっている。
分配板14,15,16はすべて長方形の板体より成り、箱体2の一側面5、各分配板14,15,16及び箱体2の他側面4の間に互いに間隔があくよう配置される。
【0010】
分配板14、15,16の内、空気の流れ方向に対して最も下流側に位置する第1の分配板14は無孔であり、箱体2の空気吹き出し面3と対向する後面8に当接すると共に、空気吹き出し面3との間に間隙が形成されるよう配置される。最も上流側に位置する第2の分配板15は、多数の透孔を有する有孔板より成り、空気吹き出し面3寄りに僅かに隙間を開けて、且つ、箱体2の後面8から間隔を開けて配置される。第1の分配板14と第2の分配板15との間に配置された第3の分配板16は無孔であり、箱体2の後面8から間隔を開けて配置し、且つ、一側面5から視たとき、その一側縁が第1の分配板14と重なり、他側縁が第2の分配板15と重なるよう配置される。従って、箱体2の内部には、空気流入口5’から他側面4に亘って流路が形成されている。
【0011】
(実施例)
図2に示すように、箱体2の空気流入口5’にファン17を直結し、箱体2の前面において、外周部を除いた部分を開口すると共に、この開口した部分の全面に亘って整流部材19を、箱体2の内側に収納した状態で装着し、一様流吹き出し装置1全体を薄型化してある。そして、整流部材19の内面が空気吹き出し面3となり、外面が空気吹出口13となっている。
【0012】
箱体2の寸法は、その前面を800mm×800mm、前面とこれに対向する後面8との距離を110mm、その内部に収納された整流部材19の厚みを45mmとする。また、箱体2の前面外周部を50mm幅で閉塞し、その中央部に700mm×700mmの空気吹き出し面3を形成する。
第2の分配板15は、直径1.5mmの透孔を2.0mm間隔で形成した開口率22%の有孔板を用いる。
また、第1乃至第3の分配板14,15,16を175mmの等間隔で、且つ、整流部材19の他側面4及び一側面5寄り端縁から第1の分配板14及び第3の分配板16までの距離が175mmとなるように配置する。
なお、純粋に第2の分配板15を有孔板としたことによる効果を確認するために、空気流入口5’側を除く空気吹出口13の外周に沿って仕切り20を設け(図3)、箱体2の外周部に形成した空気流通路へ空気が流入しないようにして、この空気流通路による気流分配効果を取り除いた。
【0013】
ファン17から空気流入口5’を通して箱体2の内部に空気を送り、空気吹出口13を100mmの正方格子に分割した測定点での風速を測定する。
図3は、空気吹出口13における風速の測定点を示す図である。測定点は、縦6×横6の計36点あって、空気吹出口13を2等分した位置を座標の原点とし、空気流入口5’から送られる空気の送り出し方向にZ軸をとり、空気吹き出し面3の左から右に向かう方向にX軸をとってある。
実施例の一様流吹き出し装置1との比較のために、最も上流側の分配板を無孔板とした以外には実施例と同じ構造の気流吹き出し装置(比較例)を用い、同じ測定点において風速を測定した。
【0014】
比較例の測定結果を図4に示す。図4は、横軸に測定点のX座標位置、縦軸に各測定点で測定された風速を測定された風速の平均値で除した乱れの割合(乱れ率)をとり、Z軸ごとの折れ線グラフで示している。
図4から、比較例の空気吹出口における風速分布のばらつきは、Z=−15cm軸上の測定点で−27.5%と最大となっており、最も上流側の分配板の背後であるZ=−15cm軸上の風速のみが、他の測定点での風速と比較して明らかに低くなっている。
【0015】
これに対して、実施例の一様流吹き出し装置1では、図5に示す実験結果から明らかなように、最大のばらつきを示していたZ=−15cm軸上の測定点では、最大でも−7%程度と、約20ポイントもばらつきが減少した。
また、各測定点における風速分布のばらつきでも、最大で18%程度にすぎず、平均風速とのばらつきは±20%以内となって、必要とされる性能を充分満足するものとなった。
【0016】
この試験結果から、最も上流側の分配板を無孔にすると、空気吹出口13から吹き出す気流の風速分布が非常に大きくばらつくが、有孔板にすることによりばらつきが改善され、一様流が発生することがわかった。これは、図6に示すように、最も上流側に位置する第2の分配板15の透孔からその背後に若干の気流が供給され、気流の乱れが減少するためと考えられる。
なお、第1及び第3の分配板を有孔板とすることも、分配板の枚数を2枚とすることも可能である。
【0017】
【発明の効果】
本発明の一様流吹き出し装置によれば、分配板の背後における気流の乱れが減少するので、吹き出される気流の速度分布のばらつきが±20%以内に抑えられて、一様性の高い気流の発生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一様流吹き出し装置の断面図
【図2】実施例を示す一様流吹き出し装置の斜視図
【図3】実施例における測定点を説明する一様流吹き出し装置の前面図
【図4】比較例の風速分布を示すグラフ
【図5】実施例の風速分布を示すグラフ
【図6】本発明の一様流吹き出し装置内部における気流を説明する断面図
【図7】従来の気流吹き出し装置内部における気流を説明する断面図
【符号の説明】
1 一様流吹き出し装置
2 箱体
3 空気吹き出し面
4 他側面
5 一側面
5’ 空気流入口
6、7 周面
8 後面
10 第1の多孔板
11 第2の多孔板
12 ハニカム板
13 空気吹出口
14 第1の分配板
15 第2の分配板
16 第3の分配板
17 ファン
19 整流部材
20 仕切り
Claims (1)
- 中空の箱体の前面に空気吹き出し面を形成し、該前面と交差する一側面に空気流入口を形成し、前記箱体の内部に、前記一側面及びこれに対向する他側面と平行な複数の分配板を、前記一側面、各分配板及び他側面の間に互いに間隔を開けて配置し、最も下流側の分配板を前記空気吹き出し面と対向する後面に当接し、最も上流側の分配板を前記空気吹き出し面寄りに僅かに隙間を開け、且つ、前記箱体の後面から間隔を開けて配置し、前記最も上流側の分配板に対して下流側の分配板を前記箱体の後面から間隔を開けて配置し、且つ、前記一側面から視た場合に、前記空気吹き出し面に向く側縁が前記最も上流側の分配板に重なるように配置し、前記空気流入口から他側面に亘って流路を形成した一様流吹き出し装置において、前記最も上流側の分配板に、該分配板の背後から前記空気吹き出し面へ流れる気流の乱れを減少させるための多数の透孔を形成したことを特徴とする一様流吹き出し装置。
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